微生態制劑的研究進展

胡鐵鋒

摘要:微生態制劑是指利用動物體內正常微生物成員或促進物質經特殊加工工藝制成的活菌制劑。微生態制劑以其獨特的作用機制和無毒副作用、無殘留及無抗藥性等優點越來越受到世人的關注。由于微生態制劑的特點是效果好、成本低且不污染環境,得到眾多學者的關注。本文闡述了微生態制劑的定義以及分類,微生態系統的定義,微生態制劑的作用機理,微生態制劑的應用研究現狀,并對未來微生態制劑的研究領域和應用前景作了展望。

關鍵詞:微生態制劑作用機理應用

中圖分類號:G71 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0006-01

1947年,外國學者首次用乳酸菌飼喂仔豬后發現,乳酸菌可有效改善豬營養狀況,增加其體質量。但微生態制劑一直沒有得到深人研究,直到20世紀60年代才開始逐漸被實際應用于畜禽養殖。目前,我國的年使量已超過1000t。

1微生態制劑

1.1 微生態制劑的定義

微生態制劑,又名益生素、生菌劑、活菌劑。動物微生態制劑是獸醫生物制品的一種,它是根據動物微生態學基本原理研制的用于調節動物機體微生態平衡,增強動物對腸內有害微生物的抑制作用或通過增強非特異性免疫功能來預防疾病,從而促進動物生長或提高飼料轉化率的一類藥物或飼料添加劑[1]。

1.2 微生態制劑的分類

微生態制劑中,其常用的菌種有:乳酸桿菌類(嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌、糞鏈球菌等)、芽抱桿菌類(地衣芽抱桿菌、枯草芽抱桿菌、蠟樣芽抱桿菌)、酵母類(釀酒酵母、石油酵母)。

2微生態制劑的作用原理

2.1 微生態系統的定義

微生態系統指在一定結構的空間內,正常微生物群以其宿主的組織和細胞及其代謝產物為環境,在長期進化過程中形成的能獨立進行物質)能量及基因相互交換的統一生物系統(Biosystem)[2]。當原有的微生態平衡受到破壞時,不同菌群優勢的變化在臨床上則表現出不同的疾病癥狀。如果找到可以用幫助重建微生態平衡的方法,則可以更快更有效地治愈該部位疾病。

2.2 微生態制劑的作用機理

微生態制劑進入機體內主要通過一些物質的生成和對腸道微生物區系的改變而發揮作用,其作用機理相當復雜,而且在理論上的研究進展還比較慢,目前主要有以下幾個理論和假說[3]。

2.2.1 微生物優勢種群理論

正常動物腸道內的微生態平衡時有益微生物占絕對優勢,對整個種群起控制作用。一旦該優勢種群受到破壞,失去這種優勢,就會導致動物微生態失衡,致使動物發病。微生態制劑的使用可以補充或恢復優勢種群,使失調的腸道微生態重新達到平衡。從而使動物健康得到恢復。

2.2.2 生物屏障理論生物屏障理論

又稱生物頡頏理論,也稱嵌合作用。正常微生物群構成機體的防御屏障,其中包括生物學屏障和化學屏障,微生態群有序地定植于黏膜、皮膚等的表面或細胞間形成的生物膜樣結構上。形成一層生物膜,封閉了致病菌的侵入門戶,起著占位爭奪營養、互利互生等生物共生或頡頏作用。

2.2.3 增強機體免疫功能,抵御感染

微生態制劑可作為非特異免疫調節因子,通過細菌本身或細胞壁成分刺激宿主免疫細胞,使其激活,能有效提高機體免疫力和巨噬細胞的活性。激發機體體液免疫和細胞免疫。增強機體免疫力和抗病力。

2.2.4 生物奪氧理論

微生態制劑中有益的耗氧微生物在生物體內定植,消耗環境內的氧氣,可降低局部氧分子的濃度,有利于專性厭氧菌的定植和生長繁殖,而需氧與兼性厭氧菌下降。使腸道微生態平衡恢復正常,以達到治病的目的。有些微生態制劑含有蠟樣芽孢桿菌和枯草桿菌等需氧芽孢桿菌,這些菌不是正常菌群的主要成員,在腸道不能長期定植。但能迅速消耗氧,使pH迅速降低,從而有利于雙歧桿菌與乳酸桿菌的生長。

3微生態制劑的應用和研究現狀

3.1 微生態制劑的應用背景

由于抗生素有抗藥性、殘留性、二重感染等特性,歐盟己全面禁止抗生素作為動物的飼料添加劑,其他各國也在加大對抗生素的限制,目前的研究認為,抗生素的負面效應主要有:長期使用抗生素會導致細菌產生抗藥性,其耐藥性因子的傳遞頻率雖然只有,但由于細菌數量大、繁殖快,在這一頻率下,仍造成抗藥菌株的擴散、蔓延,而且可以使一種細胞產生多種耐藥性[4]。

3.2 微生態目前的應用現狀

日前在實際應用中,各國都有其法律的規定。在美國準許直接飼喂的微生物報道已有43種。但用于商品化生產的主要有嗜酸乳桿菌、糞鏈球菌和枯草桿菌、酵母菌、米曲霉等。日本主要使用枯草桿菌、納豆芽抱桿菌、乳酸桿菌、乳酸球菌、酪酸菌等。我國正式批準生產的菌株主要有蠟樣芽抱桿菌、枯草芽抱桿菌、乳酸桿菌、乳酸球菌、酵母菌等。在市場上,國外生產廠家使用最多的是Toyoi菌(抱子型桿菌培養物,從土壤中分離),其次為酪酸菌及Bifid (初代培養雙歧桿菌)。

國內外關于水產養殖用微生態制劑的研究大局限于應用效果方面,而對于推廣應用方面的研究,到目前為止僅發現中國水產科學研究院南海水產研究所主持《微生物改良養殖生態技術的推廣應用》,除此以外,暫無發現有關微生態制劑推廣應用文面的報道。國外關于微生態制劑的研究比較早與相對成熟,對我國的相關研究具有一定的借鑒意義。

4前景和展望

我們必須清楚的認識到并不是所有的益生菌都是絕對安全的。有的益生菌含有的抗藥因子可以通過基因物質的交換轉移到正常的腸道菌群中、現在有人把含有抗藥因子的基因工程菌用做益生菌,其結果將會和濫用抗生索一樣,制造出任何抗生素都無法消滅的超級細菌,給人類造成更大的威脅。綠色飼料添加劑的開發已是大勢所趨,值得指出的是,在研究益生菌的同時,必須下大力氣研究動物腸道菌菌群自身的特點及與寄主和環境之間的關系,才能設計出新一代高效的微生態制劑。

參考文獻

[1] 黃永慶,陳學豪.復合微生態制劑在水產養殖中的應用[J].飼料研究,2004(7):42～43.

[2] 張雅萍,史政榮.益生茵對燒傷大鼠腸道膜茵群和sIgA的影響[J].中國微生態學雜志,2004,16(5):257～259.

[3] Sekine K,Ohta J,OnishiM,et al.Analysis of antitumor proper tiesof effector cells stimulated with a cellwall preparation of bifidobacterium infants.BiolPharm.Bull,1995,18(1):148～153.

[4] 程林春.微乍態制劑的應用[J].中國畜牧獸醫,2003,30(3):22～24.